JP5078387B2 - 情報表示用パネルの駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間空間に、少なくとも１種類以上の粒子からなる表示媒体を少なくとも１種類以上封入した構成の情報表示用パネルで用いる表示媒体に対して、対電極を用いてその対電極間にパルス状の駆動電圧を印加することにより基板内に発生させた電界により、表示媒体を移動させて画像などの情報を表示する情報表示用パネルの駆動方法であって、少なくとも２電位以上の駆動電位を必要とする情報表示用パネルの駆動方法に関するものである。

従来、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に表示媒体を封入し、各基板に設けた電極間にパルス状の電圧を印加することにより基板内に発生させた電界により、表示媒体を移動させて画像などの情報を表示する情報表示用パネルの駆動方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３３１９０３号公報

上述した従来の情報表示用パネルの駆動方法では、図１５（ａ）に２枚の基板にそれぞれ設けた行電極および列電極に印加する電圧の一例を示し、図１５（ｂ）に２枚の基板にそれぞれ設けた列電極および列電極に印加する電圧の他の例を示すように、基準となる電圧を０Ｖとし、行電極には基準電圧から表示媒体が移動を開始する駆動しきい値電圧以上の電圧（ここでは±７０Ｖ）まで立上がる（ｒｉｓｅ）パルス状の電圧を印加し、列電極には基準となる０Ｖの電圧を印加することで、表示媒体を駆動して情報表示用パネルに画像等の情報を表示していた。しかしながら、上述した従来の情報表示用パネルの駆動方法のように、基準となる０Ｖの電圧から立上げた（ｒｉｓｅ）パルス状の電圧を駆動に用いた場合、立上がり（ｒｉｓｅ）時における電源容量の負荷が大きくなる問題があった。また、情報表示用パネルでは、一般的に、情報表示用パネルのコントラストを高くすることができる駆動方法を得たいとの要望があった。

本発明の目的は上述した問題点を解消して、表示媒体駆動の立上がり（ｒｉｓｅ）時における電源容量の負荷を低減でき、しかも、高いコントラストを得ることができる情報表示用パネルの駆動方法を提供しようとするものである。

本発明の情報表示用パネルの駆動方法は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間空間に、少なくとも１種類以上の粒子からなる表示媒体を少なくとも１種類以上封入した構成の情報表示用パネルで用いる表示媒体に対して、２枚の基板の各々に設けたライン電極が交差する対電極間にパルス状の駆動電圧を印加することにより基板内に発生させた電界を印加することにより、表示媒体を移動させて画像などの情報を表示する情報表示用パネルの駆動方法であって、ＨＶ（電位の絶対値）、ＭＶ（ＨＶの絶対値より絶対値が小さい電位）、ＬＶ（ＭＶの絶対値より絶対値が小さい電位）の３電位であって、ＨＶ、ＭＶおよびＬＶの３電位の極性がいずれも正または負であり、または、ＨＶ、ＭＶの２電位の極性がいずれも正または負でＬＶが０Ｖであり、（ＨＶ−ＬＶ）が駆動電圧となる３電位を用い、ＭＶを基準電位として各ライン電極に与えた状態から、一方のライン電極において基準電位のＭＶから電位ＬＶへ電位を立下げるとともに、他方の電極において基準電位のＭＶから電位ＨＶへ電位を立上げることによって、駆動電圧を対電極間に印加することを特徴とするものである。
また、本発明の情報表示用パネルの駆動方法は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間空間に、少なくとも１種類以上の粒子からなる表示媒体を少なくとも１種類以上封入した構成の情報表示用パネルで用いる表示媒体に対して、２枚の基板の各々に設けたライン電極が交差する対電極間にパルス状の駆動電圧を印加することにより基板内に発生させた電界を印加することにより、表示媒体を移動させて画像などの情報を表示する情報表示用パネルの駆動方法であって、ＨＶ（電位の絶対値）およびＬＶ（ＨＶの絶対値より絶対値が小さい電位）の２電位であって、ＨＶおよびＬＶの２電位の極性がいずれも正または負であり、または、ＬＶが０Ｖであり、（ＨＶ−ＬＶ）が駆動電圧となる２電位を用い、ＨＶを基準電位として各ライン電極に与えた状態から、一方のライン電極において基準電位のＨＶから電位ＬＶへ電位を立下げるとともに、他方の電極において基準電位のＨＶを維持することによって、駆動電圧を対電極間に印加することを特徴とするものである。

なお、本発明の情報表示用パネルの駆動方法の好適例としては、前記立上げる電位の絶対値よりも立下げる電位の絶対値の方を大きくすること、がある。

本発明によれば、一方の電極および他方の電極の各々に所定の電位を与えた状態から対電極の一方の電極および他方の電極の少なくとも一方の電位の絶対値を立下げる（ｆａｌｌ）ことによって、駆動電圧を対電極間に印加することで、表示媒体駆動の立上がり（ｒｉｓｅ）時における電源容量の負荷を低減でき、しかも、高いコントラストを得ることができる情報表示用パネルの駆動方法を得ることができる。

図１６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ立上がり（ｒｉｓｅ）の駆動および立下がり（ｆａｌｌ）の駆動を実施する回路の一例を示す図である。図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、立上がり駆動回路および立下がり駆動回路とも、ＰｃｈトランジスタとＮｃｈトランジスタを組み合わせて構成されている。一般的にＮｃｈ、Ｐｃｈのトランジスタの面積が同等の場合、Ｎｃｈトランジスタのほうが電流を多く流せるため、図１６（ｂ）に示す７０Ｖ→０Ｖの場合（電圧の立下げ：ｆａｌｌ）の方が、図１６（ａ）に示す０Ｖ→７０Ｖの場合（電圧の立上げ：ｒｉｓｅ）よりも変化が早い。本発明では、この変化が早い立下げ（ｆａｌｌ）を大いに用いて駆動電圧を形成することで、目的とする効果を得ている。

ここで、本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネル１００に対する電圧の印加方法：電圧の立上がり（ｒｉｓｅ）、電圧の立下がり（ｆａｌｌ）の定義について説明する。
（１）電圧の立ち下げ（ｆａｌｌ）：
７０Ｖ→０Ｖ、５０Ｖ→２０Ｖの場合のように、高電位から電位ゼロに向かう方向での電圧の掛け方とする。負電位側でも同様で、−７０Ｖ→０Ｖ、−５０Ｖ→−２０Ｖの場合のように、高電位（高い負電位）から低電位（電位ゼロ側）に向かう方向での電圧の掛け方とする。
（２）電圧の立ち上げ（ｒｉｓｅ）：
０Ｖ→７０Ｖ、２０Ｖ→５０Ｖの場合のように、低電位（電位ゼロ側）から高電位に向かう方向での電圧の掛け方とする。負電位側でも同様で、０Ｖ→−７０Ｖ、−２０Ｖ→−５０Ｖの場合のように、低電位（電位ゼロ側）から高電位（高い負電位）に向かう方向での電圧の掛け方とする。

まず、本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入した表示媒体に電界が付与される。付与された電界方向にそって、帯電した表示媒体が電界による力やクーロン力などによって引き寄せられ、表示媒体が電界方向の変化によって移動方向を変えることにより、画像等の情報表示がなされる。従って、表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し表示を書き換える時あるいは表示情報を継続して表示する時の安定性を維持できるように、情報表示用パネルを設計する必要がある。ここで、表示媒体を構成する粒子にかかる力は、粒子同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との電気鏡像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。

本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルの例を、図１（ａ）、（ｂ）〜図７に基づき説明する。

図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、少なくとも１種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは白色表示媒体用粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体用粒子３Ｂａの粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを示す）を、基板１、２の外側に設けた個別電極５、６に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図１（ｂ）に示す例では、図１（ａ）に示す例に加えて、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設けセルを形成している。また、図１（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。

図２（ａ）、（ｂ）に示す例では、少なくとも１種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは白色表示媒体用粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体用粒子３Ｂａの粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを示す）を、基板１の内側に設けたライン電極５と基板２の内側に設けたライン電極６との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図２（ｂ）に示す例では、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設けセルを形成している。また、図２（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。
電極は基板の内側に設けても、基板の外側に設けても、基板内部に埋め込むように設けてもよい。

図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、少なくとも１種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは白色表示媒体用粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体用粒子３Ｂａの粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを示す）を、基板１の内側に設けた個別電極５と基板２の内側に設けた個別電極６との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図３（ｂ）に示す例では、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設けセルを形成している。また、図３（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。

図４（ａ）、（ｂ）に示す例では、少なくとも１種以上の粒子から構成される少なくとも光学的反射率と帯電性を有する表示媒体３（ここでは白色表示媒体用粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗを示す）を、基板１に設けた個別電極５と個別電極６との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と平行方向に移動させ、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行うか、あるいは、電極６または基板１の色を観察者に視認させて電極６または基板１の色の表示を行っている。なお、図４（ｂ）に示す例では、基板１、２との間に例えば格子状の隔壁４を設けセルを形成している。また、図４（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。
電極は基板の内側に設けても、基板の外側に設けても、基板内部に埋め込むように設けてもよい。

図５（ａ）〜（ｄ）に示す例では、まず、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、少なくとも１種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは白色表示媒体用粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体用粒子３Ｂａの粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、基板１の外側に設けた外部電極１１と基板２の外側に設けた外部電極１２とで形成される対向する対電極の間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させる。そして、図５（ｂ）に示すように白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行うか、あるいは、図５（ｄ）に示すように黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行っている。なお、図５（ａ）〜（ｄ）において、手前にある隔壁は省略している。また、基板１の内側には導電部材１３を設けるとともに、基板２の内側には導電部材１４を設けている。この導電部材は設けなくてもよい。
電極は基板の内側に設けても、基板の外側に設けても、基板内部に埋め込むように設けてもよい。

以上の説明は、粒子群からなる白色表示媒体３Ｗを粉流体からなる白色表示媒体に、粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを粉流体からなる黒色表示媒体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。粉流体については後述する。

図６および図７に示す例では、図２（ａ）、（ｂ）に示す例と同様に、ライン電極５、６を用いて白黒表示を行う他の例を説明している。図６に示す例では、図２（ａ）、（ｂ）で示す白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体３Ｂとを充填した隔壁４で形成されたセルの代わりに、白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体３Ｂとを絶縁液体８とともに内部に充填したマイクロカプセル９を用いている。また、図７に示す例では、図２（ａ）、（ｂ）で示す白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体３Ｂとを充填した隔壁４で形成されたセルの代わりに、白色と黒色とを半々に塗り分け、極性も互いに反対となるように構成した回転ボール１０を表示媒体として絶縁液体８とともに内部に充填したマイクロカプセル９を用いている。図６および図７に示すいずれの例も、図２（ｂ）に示す例と同様に、白黒表示を行うことができる。

本発明の情報表示用パネルの駆動方法は、上述した構成の情報表示用パネルをパルス状の電圧で駆動するにあたり、対電極の一方の電極および他方の電極の各々に所定の電位を与えた状態から対電極の一方の電極および他方の電極の少なくとも一方の電位の絶対値を立下げる（ｆａｌｌ）ことによって、駆動電圧を対電極間に印加する。以下、具体的に本発明の情報表示用パネルの駆動方法について説明する。

図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１実施例に係る情報表示用パネルの駆動方法の一例を説明するための図である。本例では、駆動電圧７０Ｖを形成するために、図８（ａ）の場合では、ＭＶ＝６０Ｖ、ＨＶ＝９０Ｖ、ＬＶ＝２０Ｖとし、行（ＲＯＷ）では電圧を３０Ｖ（＝９０−６０）立上げ（ｒｉｓｅ）ているが、列（ＣＯＬ）では電圧を４０Ｖ（＝６０−２０）立下げ（ｆａｌｌ）でいる。この場合、２０Ｖから９０Ｖまで電圧を立上げて駆動電圧７０Ｖを作っていた従来の方法よりも、電圧波形の立下がりエッヂを使用することになり、駆動電界の形成が高速に行われるようになり、表示される画像コントラストが向上する。

図８（ｂ）の場合は、マイナス側の電位を用いて、図８（ａ）に示した例と同様の方法を用いて駆動電圧７０Ｖを形成している。ＭＶ＝−６０Ｖ、ＨＶ＝−９０Ｖ、ＬＶ＝−２０Ｖとし、行（ＲＯＷ）では電圧を４０Ｖ（＝−２０Ｖ−（−６０））立下げ（ｆａｌｌ）ているが、列（ＣＯＬ）では電圧を３０Ｖ（＝−６０−（−９０））立上げ（ｒｉｓｅ）ている。従来の方法よりも、電圧波形の立下がりエッヂを使用することにより、駆動電界の形成が後続に行われるようになり、表示される画像コントラストが向上する。
なお、図８（ａ）、（ｂ）に示し例において、行および列に印加する電圧を逆にすることもできる。

図９（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第２実施例に係る情報表示用パネルの駆動方法の一例を説明するための図である。本例では、駆動電圧７０Ｖを形成するために、図９（ａ）の場合では、ＭＶ＝５０Ｖ、ＨＶ＝７０Ｖ、ＬＶ＝０Ｖとし、行（ＲＯＷ）では電圧を２０Ｖ（＝７０−５０）立上げ（ｒｉｓｅ）ているが、列（ＣＯＬ）では電圧を５０Ｖ（＝７０−５０）立下げ（ｆａｌｌ）ている。この場合、０Ｖから７０Ｖまで電圧を立上げて駆動電圧７０Ｖを作っていた従来の方法よりも、電圧波形の立下がりエッヂを使用することになり、駆動電界の形成が高速に行われるようになり、表示される画像コントラストが向上する。

図９（ｂ）の場合は、マイナス側の電位を用いて、図９（ａ）に示した例と同様の方法を用いて駆動電圧７０Ｖを形成している。ＭＶ＝−５０Ｖ、ＨＶ＝−７０Ｖ、ＬＶ＝０Ｖとし、行（ＲＯＷ）では電圧を５０Ｖ（＝０−（−５０））立下げ（ｆａｌｌ）ているが、列（ＣＯＬ）では電圧を２０Ｖ（＝−５０−（−７０））立上げ（ｒｉｓｅ）ている。従来の方法よりも、電圧波形の立下がりエッヂを使用することになり、駆動電界の形成が高速に行われるようになり、表示される画像コントラストが向上する。

なお、上述した第１実施例および第２実施例に係るＭＶ基準駆動では、電圧の基準値ＭＶの絶対値より、大きくなる分と小さくなる分との間で、（大きくなる分）＜（小さくなる分）の関係にあることが特徴である。すなわち、図８（ａ）、（ｂ）に示す第１実施例では、大きくなる分＝｜６０−９０｜＝３０、小さくなる分＝｜６０−２０｜＝４０でこの関係を満たしている。また、図９（ａ）、（ｂ）に示す第２実施例では、大きくなる分＝｜５０−７０｜＝２０、小さくなる分＝｜５０−０｜＝５０でこの関係を満たしている。また、中間電位ＭＶは任意に取ることができる。

図１０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第３実施例に係る情報表示用パネルの駆動方法の一例を説明するための図である。本発明で立ち下がりエッヂを用いる場合は、図１０（ａ）に示すような単発のパルスよりも図１０（ｂ）に示すような複数パルスを印加した方が効果的である。このとき、パルス数が多い場合ほど効果はあるが、それだけ消費電力が増えることもあり、時間的ロスも大きくなるため、２〜１００回の範囲で用いることが好ましい。

図１１は本発明の情報表示用パネルの駆動方法を実行する駆動回路の一例を説明するための図である。図１１に示す例において、１１は直流電源、Ｃ１は電界コンデンサ、ＲＴ１、ＲＴ２はＲＯＷ（行）電極側のスイッチングトランジスタ、ＣＴ１、ＣＴ２はＣＯＬ（列）電極側のスイッチングトランジスタである。図７に示す駆動回路において、以下の表１、２に示すように、スイッチングトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御し、ＲＯＷ（行）電極およびＣＯＬ（列）電極に所定の電位を与え、駆動電圧を対電極間に印加している。ここでは、表１に従来例の駆動を示し、表２に本発明例の駆動を示す。

上述した駆動回路における駆動方法では、印加電位への遷移時間を高速にすることで表示特性を向上させることができる。特に、ＲＴ１、ＣＴ１にＰｃｈトランジスタ、ＲＴ２、ＣＴ２にＮｃｈトランジスタを用いた回路構成において、移動度の大きいＮｃｈトランジスタを用いて駆動電圧を変化させることで表示特性が向上する。同様の効果をＰｃｈトランジスタで実現する場合にはＰｃｈトランジスタのサイズを大きくしなければならず、これはコスト高となり思わしくない。

図１２は従来例および本発明例において電源の電圧降下の影響を説明するための図である。図１２に示す例において、パネルに高電位（絶対値）を印加する際、従来回路を用いた駆動方法では電源の電圧降下を立ち上がり時間に含んでしまうが、本発明に係る新規回路ではこの電圧降下の時間中にパネル間への印加電位を同電位にするため、電圧降下の影響が電圧の変移時間に含まれず表示特性に影響しない。図１２の説明からわかるように、従来の駆動方法で実現するには大容量の電源や周辺部品が必要となってしまいこれはコスト高となる。一方、本発明の駆動方法では、立ち上がり時間に電源の電圧降下の影響がないため、部品実装スペース増を避けることができる。

以下、本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルを構成する各部材について説明する。

基板については、少なくとも一方の基板は情報表示用パネル外側から表示媒体の色が確認できる透明な基板２であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。基板１は透明でも不透明でもかまわない。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリルなどのポリマーシートや、金属シートのように可とう性のあるもの、および、ガラス、石英などの可とう性のない無機シートが挙げられる。基板の厚みは、２〜５０００μｍが好ましく、さらに５〜２０００μｍが好適であり、薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、５０００μｍより厚いと、薄型情報表示用パネルとする場合に不都合がある。

電極形成材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類や酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、導電性酸化錫、導電性酸化亜鉛等の導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が例示され適宜選択して用いられる。電極の形成方法としては、上記例示の材料をスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、塗布法等で薄膜状に形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布したりする方法が用いられる。視認側であり透明である必要のある表示面側基板２に設ける電極は透明である必要があるが、背面側基板１に設ける電極は透明である必要はない。いずれの場合もパターン形成可能で導電性である上記材料を好適に用いることができる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍが好適である。背面側基板１に設ける電極の材質や厚みなどは上述した表示面側基板に設ける電極と同様であるが、透明である必要はない。なお、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。

必要に応じて基板に設ける隔壁４については、その形状は表示にかかわる表示媒体の種類や、配置する電極の形状、配置により適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は２〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍに、隔壁の高さは１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍに調整される。
また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板１、２の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。この発明では、いずれの方法も好適に用いられる。
これらのリブからなる隔壁により形成されるセルは、図１３に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示面側から見える隔壁断面部分に相当する部分（セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、表示の鮮明さが増す。
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、金型転写法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。いずれの方法もこの発明の情報表示用パネルに好適に用いることができるが、これらのうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法や金型転写法が好適に用いられる。

次に、本発明ので表示媒体として例えば用いる粉流体について説明する。なお、本発明の情報表示用パネルで用いる粉流体の名称については、本出願人が「電子粉流体（登録商標）：登録番号4636931」の権利を得ている。

本発明における「粉流体」は、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。例えば、液晶は液体と固体の中間的な相と定義され、液体の特徴である流動性と固体の特徴である異方性（光学的性質）を有するものである（平凡社：大百科事典）。一方、粒子の定義は、無視できるほどの大きさであっても有限の質量をもった物体であり、重力の影響を受けるとされている（丸善：物理学事典）。ここで、粒子でも、気固流動層体、液固流動体という特殊状態があり、粒子に底板から気体を流すと、粒子には気体の速度に対応して上向きの力が作用し、この力が重力とつりあう際に、流体のように容易に流動できる状態になるものを気固流動層体と呼び、同じく、流体により流動化させた状態を液固流動体と呼ぶとされている（平凡社：大百科事典）。このように気固流動層体や液固流動体は、気体や液体の流れを利用した状態である。本発明では、このような気体の力も、液体の力も借りずに、自ら流動性を示す状態の物質を、特異的に作り出せることが判明し、これを粉流体と定義した。

すなわち、本発明における粉流体は、液晶（液体と固体の中間相）の定義と同様に、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態で、先に述べた粒子の特徴である重力の影響を極めて受け難く、高流動性を示す特異な状態を示す物質である。このような物質はエアロゾル状態、すなわち気体中に固体状もしくは液体状の物質が分散質として安定に浮遊する分散系で得ることができ、本発明の情報表示用パネルで固体状物質を分散質とするものである。

本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、例えば気体中に固体粒子が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入するものであり、このような粉流体は、粉体の流動性を示す指数である安息角を測定できないほど流動性に富んでおり、小さな電界の力でクーロン力などにより容易に安定して移動させることができる。
本発明に表示媒体として例えば用いる粉流体とは、先に述べたように、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、本発明の情報表示用パネルでは、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で表示媒体として用いられる。

次に、本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルにおいて表示媒体を構成する表示媒体用粒子（以下、粒子ともいう）について説明する。表示媒体用粒子は、そのまま該表示媒体用粒子だけで構成して表示媒体としたり、その他の粒子と合わせて構成して表示媒体としたり、粉流体となるように調整、構成して表示媒体としたりして用いられる。
粒子は、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、従来と同様に、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。

樹脂の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられ、２種以上混合することもできる。特に、基板との付着力を制御する観点から、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルフッ素樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が好適である。

荷電制御剤としては、特に制限はないが、負荷電制御剤としては例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金属（金属イオンや金属原子を含む）の油溶性染料、４級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物（ベンジル酸ホウ素錯体）、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。正荷電制御剤としては例えば、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、４級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。その他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物及びその誘導体や塩、各種有機顔料、フッ素、塩素、窒素等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることもできる。

着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。

黒色着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等がある。
青色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ等がある。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２等がある。

黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファーストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２等がある。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等がある。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１等がある。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等がある。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。

体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等がある。また、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等がある。

無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。
上記着色剤を配合して所望の色の表示媒体用粒子を作製できる。

また、本発明の表示媒体用粒子（以下、粒子ともいう）は平均粒子径d(0.5)が、１〜２０μｍの範囲であり、均一で揃っていることが好ましい。平均粒子径d(0.5)がこの範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きくなりすぎるために表示媒体としての移動に支障をきたすようになる。

更に本発明では、各粒子の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Spanを５未満、好ましくは３未満とする。
Span＝（ｄ(0.9)−ｄ(0.1)）／ｄ(0.5)
（但し、ｄ(0.5)は粒子の50％がこれより大きく、50％がこれより小さいという粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.1)はこれ以下の粒子の比率が10％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.9)はこれ以下の粒子が90％である粒子径をμｍで表した数値である。）
Spanを５以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な表示媒体としての移動が可能となる。

さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のd(0.5)に対する最小径を有する粒子のd(0.5)の比を５０以下、好ましくは１０以下とすることが肝要である。たとえ粒子径分布Spanを小さくしたとしても、互いに帯電特性の異なる粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズが近く、互いの粒子が当量ずつ反対方向に容易に移動できるようにするのが好適であり、それがこの範囲となる。

なお、上記の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折／散乱法などから求めることができる。測定対象となる粒子にレーザー光を照射すると空間的に回折／散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。
ここで、本発明における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.）測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、付属の解析ソフト（Mie理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、粒子径および粒子径分布の測定を行なうことができる。

表示媒体用粒子の帯電量は当然その測定条件に依存するが、情報表示用パネルにおける表示媒体用粒子の帯電量はほぼ、初期帯電量、隔壁との接触、基板との接触、経過時間に伴う電荷減衰に依存し、特に表示媒体用粒子の帯電挙動の飽和値が支配因子となっているということが分かった。

本発明者らは鋭意検討の結果、ブローオフ法において同一のキャリア粒子を用いて、表示媒体に用いる粒子の帯電量測定を行うことにより、表示媒体用粒子の適正な帯電特性値の範囲を評価できることを見出した。

更に、表示媒体を気体中で駆動させる情報表示用パネルに適用する場合には、基板間の表示媒体を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６０％RH以下、好ましくは５０％RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、例えば図１（ａ）、（ｂ）〜図４（ａ）、（ｂ）において、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、電極５、６（電極を基板の内側に設けた場合）、表示媒体３の占有部分、隔壁４の占有部分（隔壁を設けた場合）、情報表示用パネルのシール部分を除いた、いわゆる表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように情報表示用パネルに封入することが必要であり、例えば、表示媒体の充填、情報表示用パネルの組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。

本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、表示媒体が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。
対向する基板間の気体中空間における表示媒体の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には表示媒体の移動に支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。

以下、本発明の実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

＜実施例＞
以下の工程によって、情報表示用パネルを製作した。
（１）基板への隔壁（リブ）および電極パターンの形成工程；
（２）基板への表示媒体の充填工程；
（３）隔壁上の不要な表示媒体の除去工程；
（４）隔壁への接着剤層形成工程；および
（５）２枚の基板の貼り合わせ工程。
材質：ガラス、厚さ２００μｍの基板１および基板２の表面にそれぞれ、３０Ω／□のＩＴＯライン電極をパターン形成した。その後、ＩＴＯ電極を形成した基板２上に、フォトレジスト法によって、３２０μｍ□の開口部（この部分が表示セルとなる）および線幅３０μｍ、高さ４０μｍの格子状の隔壁パターンを作製して、リブ付基板とした。白色表示媒体（負帯電）と黒色表示媒体（正帯電）とを合わせて２５ｖｏｌ％になるよう当量をセルに配置した。

上述した情報表示用パネルおよび駆動回路を用い、従来例である０Ｖを基準とし電位を立上げてパルス電圧を得るＬＶ基準、および、本発明例である７０Ｖを基準とし電位を立下げてパルス電圧を得るＨＶ基準、のそれぞれに従って、全面黒色の表示と全面白色の表示とを得る画像消去と画像書込みとを２万回繰り返した後のコントラスト（図にはＣＮＴと表記している）を求めた。コントラストの測定には、グレタグマクベス社の光学濃度計ＲＤ−１９Ｉを用いた。結果を図１４に示す。図１４の結果から、本発明例のＨＶ基準では、従来例と比較して、画像消去時にコントラストが０．７程度上昇し、画像書込み時にもコントラストが０．３程度上昇することがわかる。この結果から、本発明例のＨＶ基準をすることで、電源付加のかかる画像消去時においてより効果が出ることがわかる。

本発明の駆動方法は、ノートパソコン、電子手帳、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)と呼ばれる携帯型情報機器、携帯電話、ハンディターミナル等のモバイル機器の表示部、電子書籍、電子新聞、電子マニュアル（取扱説明書）等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板（ホワイトボード）等の掲示板、電子卓上計算機、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ＩＣカード等のカード表示部、電子広告、情報ボード、電子ＰＯＰ(Point Of Presence, Point Of Purchase advertising)、電子値札、電子棚札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部のほか、ＰＯＳ端末、カーナビゲーション装置、時計など様々な電子機器の表示部に用いる情報表示用パネルに好適に用いられる。

なお、本発明の駆動方法は、パネル自体にスイッチング素子を用いない単純マトリックス駆動型表示用パネルやスタティック駆動型表示用パネルなど種々のタイプの駆動方式に適用できる。また、外部電界を用いた外部電界駆動型表示用パネルにおける外部電界形成手段に適用することができる。

（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルの一例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルの他の例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルのさらに他の例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルのさらに他の例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルのさらに他の例を示す図である。 本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルのさらに他の例を示す図である。 本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルのさらに他の例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１実施例に係る情報表示用パネルの駆動方法の一例を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１実施例に係る情報表示用パネルの駆動方法の他の例を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第２実施例に係る情報表示用パネルの駆動方法の一例を説明するための図である。 本発明の情報表示用パネルの駆動方法を実行する駆動回路の一例を説明するための図である。 従来例および本発明例において電源の電圧降下の影響を説明するための図である。 本発明の駆動方法の対象となる情報表示用パネルにおける隔壁の形状の一例を示す図である。 実施例および本発明例における実験結果を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の情報表示用パネルの駆動方法の一例を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ立ち上がりの駆動および立ち下がりの駆動を実施する回路の一例を示す図である。

符号の説明

１、２ 基板
３ 表示媒体（粒子群、粉流体）
３Ｗ 白色表示媒体
３Ｗａ 白色表示媒体用粒子
３Ｂ 黒色表示媒体
３Ｂａ 黒色表示媒体用粒子
４ 隔壁
５、６ 電極
７ 黒色板
８ 絶縁液体
９ マイクロカプセル
１０ 回転ボール
１１、１２ 外部電極
１３、１４ 導電部材

Claims (3)

1. 少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間空間に、少なくとも１種類以上の粒子からなる表示媒体を少なくとも１種類以上封入した構成の情報表示用パネルで用いる表示媒体に対して、２枚の基板の各々に設けたライン電極が交差する対電極間にパルス状の駆動電圧を印加することにより基板内に発生させた電界を印加することにより、表示媒体を移動させて画像などの情報を表示する情報表示用パネルの駆動方法であって、
   ＨＶ（電位の絶対値）、ＭＶ（ＨＶの絶対値より絶対値が小さい電位）、ＬＶ（ＭＶの絶対値より絶対値が小さい電位）の３電位であって、ＨＶ、ＭＶおよびＬＶの３電位の極性がいずれも正または負であり、または、ＨＶ、ＭＶの２電位の極性がいずれも正または負でＬＶが０Ｖであり、（ＨＶ−ＬＶ）が駆動電圧となる３電位を用い、
   ＭＶを基準電位として各ライン電極に与えた状態から、一方のライン電極において基準電位のＭＶから電位ＬＶへ電位を立下げるとともに、他方の電極において基準電位のＭＶから電位ＨＶへ電位を立上げることによって、駆動電圧を対電極間に印加することを特徴とする情報表示用パネルの駆動方法。
2. 前記立上げる電位の絶対値よりも立下げる電位の絶対値の方を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の情報表示用パネルの駆動方法。
3. 少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間空間に、少なくとも１種類以上の粒子からなる表示媒体を少なくとも１種類以上封入した構成の情報表示用パネルで用いる表示媒体に対して、２枚の基板の各々に設けたライン電極が交差する対電極間にパルス状の駆動電圧を印加することにより基板内に発生させた電界を印加することにより、表示媒体を移動させて画像などの情報を表示する情報表示用パネルの駆動方法であって、
   ＨＶ（電位の絶対値）およびＬＶ（ＨＶの絶対値より絶対値が小さい電位）の２電位であって、ＨＶおよびＬＶの２電位の極性がいずれも正または負であり、または、ＬＶが０Ｖであり、（ＨＶ−ＬＶ）が駆動電圧となる２電位を用い、
   ＨＶを基準電位として各ライン電極に与えた状態から、一方のライン電極において基準電位のＨＶから電位ＬＶへ電位を立下げるとともに、他方の電極において基準電位のＨＶを維持することによって、駆動電圧を対電極間に印加することを特徴とする情報表示用パネルの駆動方法。

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